La distillation fragmentée

Sujet du devoir

La distillation fractionnée permet de séparer les constituants d’un mélange homogène liquide. Le mélange est introduit dans un ballon, puis chauffé. Lorsque le mélange commence à bouillir, les vapeurs du mélange s’élèvent et circulent dans une colonne de Vigreux. Une partie des vapeurs se liquéfient et retombent dans le ballon. Le liquide le plus volatil s’échappe, puis est liquéfié lorsqu’il rencontre les parois froides du réfrigérant à eau. Il est récupéré dans une éprouvette graduée. Pendant la distillation de ce liquide, la température, mesurée en tête de colonne, est constante. Une fois cette séparation terminée, la température chute brièvement, puis augmente à nouveau, jusqu’à atteindre la température d’ébullition de l’autre liquide.

On souhaite séparer un mélange constitué de 25 mL d’eau et 10 mL d’acétone.

1. Reproduire et légender le schéma de la distillation fractionnée.

2. Quelles sont les interactions intermoléculaires (entre molécules) et intramoléculaires (au sein des molécules) dans l’eau puis dans l’acétone ? Ces interactions au niveau microscopique permettent-elles d’expliquer la différence de température d’ébullition de l’eau et de l’acétone ?

3. Quel est le premier liquide recueilli dans l’éprouvette graduée ? Quelle est la température indiquée par le thermomètre pendant la première partie de la distillation ?

4. Pourquoi est-il plus difficile de séparer l’eau et l’éthanol par distillation ? 

Données

Température d’ébullition de :

l'eau : θéb = 100 °C l'acétone : θéb =56°C l'éthanol : θéb = 78°C

l'acétone : eb= 56 °C ;